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JP6562862B2 - タッチ検出装置及びタッチ検出機能付き表示装置 - Google Patents

タッチ検出装置及びタッチ検出機能付き表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、タッチ検出装置及びタッチ検出機能付き表示装置に関する。
近年、いわゆるタッチパネルと呼ばれる、外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置が注目されている。タッチパネルは、例えば、液晶表示装置等の表示装置上に装着又は一体化されて、タッチ検出機能付き表示装置として用いられている。タッチ検出機能付き表示装置は、表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、タッチパネルを通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能としている(例えば、特許文献1)。
また、上記の表示装置を備える電子機器に指紋センサが設けられることがある。指紋センサは、接触したヒトの指が有する指紋の凸凹を検出することで指紋の形状を検出する(例えば、特許文献2)。指紋センサの検出結果は、例えば、個人認証等に用いられる。
特開2004−317353号公報 特開2003−90703号公報
従来の電子機器は、個別に設けられたタッチパネルと指紋センサとを有する。このため、指紋センサの構成として、ヒトの指を接触させるための領域をタッチパネルによるタッチ操作の検出領域から独立した別個の領域として設けなければならなかった。
本発明は、指紋の検出等に用いられるより高い分解能を有する検出領域をタッチ操作の検出領域と共有することができるタッチ検出装置及びタッチ検出機能付き表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、検出領域に並設された複数の駆動電極及び複数の第1タッチ検出電極を有し、検出領域に対するタッチ操作が前記複数の駆動電極に駆動信号が出力されているタイミングで行われた場合に生じる前記第1タッチ検出電極の電気的変化を示す第1タッチ検出信号に基づいて前記検出領域に対するタッチ操作を検出するタッチ検出装置であって、前記複数の駆動電極のうち少なくとも1つは前記複数の駆動電極の並設ピッチよりも細かいピッチで区切られた複数の細分電極に分割され、前記細分電極と交差する方向に沿って設けられる少なくとも1つの第2タッチ検出電極と、前記複数の駆動電極を順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路が順次接続された第1シフトレジスタ回路と、前記複数の細分電極を順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路が順次接続された第2シフトレジスタ回路と、前記複数の駆動電極を順次駆動する第1モード時は第1シフトレジスタの信号を前記複数の駆動電極に供給し、前記複数の細分電極を順次駆動する第2モード時は第2シフトレジスタの信号を前記複数の細分電極に供給する選択回路とを備える。
本発明の一態様は、画像を表示する表示部と、前記表示部により画像が表示される表示面に沿って並設された複数の駆動電極及び複数の第1タッチ検出電極とを有し、表示面に対するタッチ操作が前記複数の駆動電極に駆動信号が出力されているタイミングで行われた場合に生じる前記第1タッチ検出電極の電気的変化を示す第1タッチ検出信号に基づいて前記表示面に対するタッチ操作を検出するタッチ検出機能付き表示装置であって、前記複数の駆動電極のうち少なくとも1つは前記複数の駆動電極の並設ピッチよりも細かいピッチで区切られた複数の細分電極に分割され、前記細分電極と交差する方向に沿って設けられる少なくとも1つの第2タッチ検出電極と、前記複数の駆動電極を順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路が順次接続された第1シフトレジスタ回路と、前記複数の細分電極を順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路が順次接続された第2シフトレジスタ回路と、前記複数の駆動電極を順次駆動する第1モード時は前記第1シフトレジスタの信号を前記複数の駆動電極に供給し、前記複数の細分電極を順次駆動する第2モード時は前記第2シフトレジスタの信号を前記複数の細分電極に供給する選択回路とを備える。
図1は、実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を示すブロック図である。 図2は、第1タッチ検出部の主要機能構成を示すブロック図である。 図3は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。 図4は、図3に示す指が接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。 図5は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。 図6は、図5に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。 図7は、相互静電容量方式のタッチ検出の駆動信号及びタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。 図8は、第2タッチ検出部の主要機能構成を示すブロック図である。 図9は、第2タッチ検出部による指紋検出の仕組みを示す模式図である。 図10は、タッチ検出機能付き表示装置のうち、特にタッチ検出に係る構成を模式的に示す平面図である。 図11は、実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表すB−B断面図である。 図12は、実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の画素配列を表す回路図である。 図13は、実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部の駆動電極及びタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。 図14は、駆動電極と細分電極との関係及びタッチ検出に係る構成を示す模式図である。 図15は、駆動電極と伝送切替回路とシフト駆動回路との接続関係の一例を示す模式図である。 図16は、個別切替回路が有する1組の第1スイッチ及び第2スイッチの構成の一例を示す図である。 図17は、接続関係にある2つのシフト信号出力回路の概略構成図である。 図18は、接続関係にある2つのシフト信号出力回路の具体的な回路構成の一例を示す図である。 図19は、図18に示すシフト信号出力回路の動作に係る各種の信号の時系列的な関係を示すタイミングチャートである。 図20は、第1モードと第2モードとの切替による第1タッチ検出と第2タッチ検出の切替の流れの一例を示すフローチャートである。 図21は、第1モードと第2モードとの切替による第1タッチ検出と第2タッチ検出の切替の流れの別の一例を示すフローチャートである。 図22は、本発明の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置のうち、特にタッチ検出に係る構成を模式的に示す平面図である。 図23は、変形例における駆動電極と伝送切替回路とシフト駆動回路との接続関係の一例を示す模式図である。 図24は、実施形態2における駆動電極と伝送切替回路とシフト駆動回路との接続関係の一例を示す模式図である。 図25は、実施形態3における駆動電極と伝送切替回路とシフト駆動回路との接続関係の一例を示す模式図である。 図26は、第1セレクタの具体的構成例を示す図である。 図27は、実施形態3におけるタッチ検出に際して出力される各種の信号の関係の一例を示すタイミングチャートである。 図28は、第1タッチ検出の結果に基づいて第2タッチ検出で用いる細分電極を決定する構成を有するタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を示すブロック図である。 図29は、符号分割選択方式における駆動の一例を説明する説明図である。 図30は、実施形態4におけるタッチ検出に係る構成を示す模式図である。 図31は、CDM制御部が介在している場合のシフト信号出力回路と個別切替回路との接続経路の一例を示す図である。 図32は、ラッチ回路の具体的構成の一例を示す図である。 図33は、CDM方式における各種の信号の関係の一例を示すタイミングチャートである。 図34は、実施形態5におけるタッチ検出に係る構成を示す模式図である。 図35は、兼用回路の具体的構成の一例を示す図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
(実施形態1)
図1は、実施形態に係るタッチ検出機能付き表示装置1の一構成例を示すブロック図である。図1に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10と、制御部11と、ゲートドライバ12と、ソースドライバ13と、駆動電極ドライバ14と、第1タッチ検出部40と、第2タッチ検出部60とを備えている。タッチ検出機能付き表示装置1は、タッチ検出機能付き表示部10がタッチ検出機能を内蔵した表示装置である。タッチ検出機能付き表示部10は、表示素子として液晶表示素子を用いている表示パネル20と、タッチ入力を検出するタッチ検出装置であるタッチパネル30とを一体化した装置である。なお、タッチ検出機能付き表示部10は、表示パネル20の上にタッチパネル30を装着した、いわゆるオンセルタイプの装置であってもよい。オンセルタイプの場合、タッチパネル30はタッチ検出装置として機能する。表示パネル20は、表示素子として液晶表示素子を用いている構成に限られない。例えば、表示パネル20は、有機EL表示パネルであってもよい。
表示パネル20は、後述するように、ゲートドライバ12から供給される走査信号Vscanに従って、1水平ラインずつ順次走査して表示を行う素子である。制御部11は、外部より供給された映像信号Vdispに基づいて、ゲートドライバ12、ソースドライバ13、駆動電極ドライバ14及び第1タッチ検出部40に対してそれぞれ制御信号を供給し、これらが互いに同期して動作するように制御する回路である。
ゲートドライバ12は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の表示駆動の対象となる1水平ラインを順次選択する機能を有している。
ソースドライバ13は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、後述する各副画素SPixに画素信号Vpixを供給する回路である。
駆動電極ドライバ14は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、タッチ検出機能付き表示部10の、後述する駆動電極COMLに駆動信号Vcomを供給する回路である。
タッチパネル30は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作し、相互静電容量方式によりタッチ検出動作を行い、表示領域101a(図10等参照)を含む検出領域に対する外部の導体の接触又は近接を検出する。タッチパネル30は、自己静電容量方式によりタッチ検出動作を行ってもよい。
図2は、第1タッチ検出部40の主要機能構成を示すブロック図である。第1タッチ検出部40は、制御部11から供給されるクロック信号等の制御信号と、タッチパネル30から供給される第1タッチ検出信号Vdet1に基づいて、タッチパネル30に対するタッチの有無を検出する回路である。また、第1タッチ検出部40は、タッチがある場合においてタッチ入力が行われた座標などを求める。この第1タッチ検出部40は、タッチ検出信号増幅部42と、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45とを備える。検出タイミング制御部46は、制御部11から供給される制御信号に基づいて、A/D変換部43と、信号処理部44と、座標抽出部45とが同期して動作するように制御する。
上述のとおり、タッチパネル30は、静電容量型タッチ検出の基本原理に基づいて動作する。ここで、図3から図7を参照して、本実施形態のタッチパネル30の相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理について説明する。図3は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接していない状態を表す説明図である。図4は、図3に示す指が接触又は近接していない状態の等価回路の例を示す説明図である。図5は、相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理を説明するための、指が接触又は近接した状態を表す説明図である。図6は、図5に示す指が接触又は近接した状態の等価回路の例を示す説明図である。図7は、駆動信号Vcom及び第1タッチ検出信号Vdet1の波形の一例を表す図である。なお、以下の説明では、指が接触又は近接する場合を説明するが、指に限られず、例えばスタイラスペン等の導体を含む物体であってもよい。なお、駆動信号Vcomは、駆動電極COMLに出力される信号を示す記載であって、特定の電圧による信号をさす記載でない。
例えば、図3に示すように、容量素子C1は、誘電体Dを挟んで互いに対向配置された一対の電極、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2を備えている。図4に示すように、容量素子C1は、その一端が交流信号源(駆動信号源)Sに接続され、他端は電圧検出器DETに接続される。電圧検出器DETは、例えば図2に示すタッチ検出信号増幅部42に含まれる積分回路である。
交流信号源Sから駆動電極E1(容量素子C1の一端)に所定の周波数(例えば数kHz〜数百kHz程度)の交流矩形波Sgが印加されると、タッチ検出電極E2(容量素子C1の他端)側に接続された電圧検出器DETを介して、図7に示すような出力波形(第1タッチ検出信号Vdet1)が現れる。なお、この交流矩形波Sgは、例えば、駆動電極ドライバ14から入力される駆動信号Vcomに相当する。
指が接触又は近接していない状態(非接触状態)では、図3及び図4に示すように、容量素子C1に対する充放電に伴って、容量素子C1の容量値に応じた電流Iが流れる。図4に示す電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(実線の波形V(図7参照))に変換する。
一方、指が接触又は近接した状態(接触状態)では、図5に示すように、指によって形成される静電容量C2が、タッチ検出電極E2と接触している又は近傍にあることにより、駆動電極E1及びタッチ検出電極E2の間にあるフリンジ分の静電容量が遮られる。このため、容量素子C1は、図6に示すように、非接触状態での容量値よりも容量値の小さい容量素子C1’として作用する。そして、図6に示す等価回路でみると、容量素子C1’に電流Iが流れる。図7に示すように、電圧検出器DETは、交流矩形波Sgに応じた電流Iの変動を電圧の変動(点線の波形V)に変換する。この場合、波形Vは、上述した波形Vと比べて振幅が小さくなる。これにより、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|は、指などの外部から接触又は近接する導体の影響に応じて変化することになる。なお、電圧検出器DETは、波形Vと波形Vとの電圧差分の絶対値|ΔV|を精度よく検出するため、回路内のスイッチングにより、交流矩形波Sgの周波数に合わせて、コンデンサの充放電をリセットする期間Resetを設けた動作とすることがより好ましい。
図1に示すタッチパネル30は、駆動電極ドライバ14から供給される駆動信号Vcomに従って、1検出ブロックずつ順次走査して、相互静電容量方式によるタッチ検出を行う。
タッチパネル30は、後述する複数の第1タッチ検出電極TDLから、図4又は図6に示す電圧検出器DETを介して、検出ブロック毎に第1タッチ検出信号Vdet1を出力する。第1タッチ検出信号Vdet1は、第1タッチ検出部40のタッチ検出信号増幅部42に供給される。
タッチ検出信号増幅部42は、タッチパネル30から供給される第1タッチ検出信号Vdet1を増幅する。なお、タッチ検出信号増幅部42は、第1タッチ検出信号Vdet1に含まれる高い周波数成分(ノイズ成分)を除去して出力する低域通過アナログフィルタであるアナログLPF(Low Pass Filter)を備えていてもよい。
A/D変換部43は、駆動信号Vcomに同期したタイミングで、タッチ検出信号増幅部42から出力されるアナログ信号をそれぞれサンプリングしてデジタル信号に変換する。
信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に含まれる、駆動信号Vcomをサンプリングした周波数以外の周波数成分(ノイズ成分)を低減するデジタルフィルタを備えている。信号処理部44は、A/D変換部43の出力信号に基づいて、タッチパネル30に対するタッチの有無を検出する論理回路である。信号処理部44は、指による検出信号の差分のみ取り出す処理を行う。この指による差分の信号は、上述した波形Vと波形Vとの差分の絶対値|ΔV|である。信号処理部44は、1検出ブロック当たりの絶対値|ΔV|を平均化する演算を行い、絶対値|ΔV|の平均値を求めてもよい。これにより、信号処理部44は、ノイズによる影響を低減できる。信号処理部44は、検出した指による差分の信号を所定のしきい値電圧と比較し、このしきい値電圧未満であれば、外部近接物体が非接触状態であると判断する。一方、信号処理部44は、検出した指による差分の信号を所定のしきい値電圧と比較し、しきい値電圧以上であれば、外部近接物体の接触状態と判断する。このようにして、第1タッチ検出部40はタッチ検出が可能となる。このように、第1タッチ検出部40は、第1タッチ検出電極TDLにおける静電容量の変化に基づいてタッチ操作を検出する。以下の説明において、駆動電極COMLと第1タッチ検出電極TDLとを用いたタッチ検出を第1タッチ検出と記載することがある。
座標抽出部45は、信号処理部44においてタッチが検出されたときに、そのタッチパネル座標を求める論理回路である。座標抽出部45は、タッチパネル座標を検出信号出力Vout1として出力する。以上のように、本実施形態のタッチパネル30は、相互静電容量方式によるタッチ検出の基本原理に基づいて、指などの導体が接触又は近接する位置のタッチパネル座標を検出することができる。
図8は、第2タッチ検出部60の主要機能構成を示すブロック図である。第2タッチ検出部60は、制御部11から供給されるクロック信号等の制御信号と、タッチパネル30から供給される第2タッチ検出信号Vdet2に基づいて、第1タッチ検出部40よりもより細かいピッチでタッチの有無を検出する回路である。第2タッチ検出部60は、例えば、タッチ検出信号増幅部62と、A/D変換部63と、信号処理部64と、座標抽出部65と、検出タイミング制御部66と、合成部67とを備える。タッチ検出信号増幅部62、A/D変換部63、信号処理部64、座標抽出部65、検出タイミング制御部66の機能は、タッチ検出信号増幅部42、A/D変換部43、信号処理部44、座標抽出部45、検出タイミング制御部46の機能と同様である。第2タッチ検出部60と第2タッチ検出電極STDL(図14等参照)とは、第1タッチ検出部40と第1タッチ検出電極TDLとの接続関係と同様の関係で接続されている。第2タッチ検出電極STDLからの第2タッチ検出信号Vdet2は、第2タッチ検出部60のタッチ検出信号増幅部62に供給される。
図9は、第2タッチ検出部60による指紋検出の仕組みを示す模式図である。合成部67は、例えば、第2タッチ検出電極STDLを用いた複数回のタッチ検出によって得られた複数回分の第2タッチ検出信号Vdet2を組み合わせて、第2タッチ検出電極STDLに対するタッチ操作を行っている外部近接物体の形状を示す二次元情報を生成する。具体的には、合成部67は、例えば外部近接物体(例えば、ヒトの指等)が有する凸凹によって生じるカバー部材5(図11参照)への接触の度合いの差に応じて現れる検出強度の差異を色の濃淡(例えば、グレースケール)として表す2次元の画像を生成する。合成部67を有する第2タッチ検出部60の出力Vout2は、例えば、上記で説明した2次元情報の出力である。
本実施形態では、1つの第2タッチ検出電極STDLの延設方向に交差する方向にヒトの指が相対的に移動するスイープ動作が行われることを前提としている。スイープ動作が行われると、図9に示すように、後述する複数の駆動電極SCOMLと、1つの第2タッチ検出電極STDLとの交差点の各々が個別の検出ブロックとして機能して指の指紋による凹凸に応じた検出結果を出力する。スイープ動作による指の移動により各時刻(図9に示す符号T1,T2,T3,…)で第2タッチ検出電極STDLと近接する指の位置が変わることから、1つの第2タッチ検出電極STDLにより指を二次元的に走査することができる。合成部67は、係る一次元の検出結果を時系列(図9における符号T1,T2,T3,…)に並べて組み合わせることで、二次元の画像を得る。
図9では、分かりやすさを目的としてタッチの有無のみを示す2階調検出を例示しているが、実際には各ブロックにおけるタッチ検出結果は多階調とすることができる。また、図9では、検出されている外部近接物体が二重丸状の突起を有する物体であるが、外部近接物体が指紋を有するヒトの指である場合、2次元情報として指紋が現れることになる。また、合成部67の機能は、第2タッチ検出部60以外の構成が有していてもよい。例えば、第2タッチ検出部60の出力Vout2を座標抽出部65の出力とし、係る出力Vout2に基づいて外部の構成が2次元情報を生成するようにしてもよい。また、2次元情報の生成に係る構成は、回路等のハードウェアであってもよいし、所謂ソフトウェア処理によってもよい。
次に、タッチ検出機能付き表示装置1の構成例を詳細に説明する。図10は、タッチ検出機能付き表示装置1のうち、特にタッチ検出に係る構成を模式的に示す平面図である。図11は、タッチ検出機能付き表示装置1の概略断面構造を表すB−B断面図である。図12は、実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部10の画素配列を表す回路図である。図10では、細分電極SCOML及び第2タッチ検出電極STDLの図示を省略している。また、以下の説明では、細分電極SCOMLを有しない駆動電極(駆動電極COML1)と細分電極SCOMLを有する駆動電極(駆動電極COML2)とを総称して駆動電極COMLと記載することがある。
図11に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1は、画素基板2と、対向基板3とを有する。画素基板2と対向基板3とは対向して配置される。タッチ検出機能付き表示装置1は、例えば、図10に示すように、画像を表示させる表示領域101aと、表示領域101aの外側の額縁領域101bとを有する。表示領域101aは、例えば、長辺と短辺とを有する矩形状であるが、表示領域101aの形状は適宜変更可能である。額縁領域101bは、表示領域101aの縁の一部又は全部を囲う枠状となっている。
表示領域101aには、複数の駆動電極COML及び複数の第1タッチ検出電極TDLが設けられている。複数の駆動電極COMLは、表示領域101aの所定の一方向に延在するとともに、当該一方向に直交する方向に並設されている。具体的には、複数の駆動電極COMLは、例えば、矩形状の表示領域101aの一辺に沿う方向に延在するとともに、当該一辺に直交する他辺に沿う方向に並設されている。第1タッチ検出電極TDLは、例えば、複数の駆動電極COMLが延在する所定の一方向に直交する方向に延在するとともに、当該一方向に並設されている。なお、第1タッチ検出電極TDLの延設方向をX方向とする。また、複数の駆動電極COMLの延設方向をY方向とする。また、X方向及びY方向に直交する方向をZ方向とする。
画素基板2は、回路基板としてのTFT基板21と、このTFT基板21の上方にマトリックス状に配設された複数の画素電極22と、TFT基板21と画素電極22との間に設けられた複数の駆動電極COMLと、画素電極22と駆動電極COMLとを絶縁する絶縁層24と、を含む。TFT基板21の下側には、接着層を介して偏光板35Bが設けられていてもよい。
対向基板3は、ガラス基板31と、このガラス基板31の一方の面に形成されたカラーフィルタ32とを含む。ガラス基板31の他方の面には、タッチパネル30の検出電極である第1タッチ検出電極TDLが設けられている。さらに、この第1タッチ検出電極TDLの上方には、偏光板35Aが設けられている。
TFT基板21とガラス基板31とは、図示しないスペーサを介して所定の間隔を設けて対向して配置される。TFT基板21とガラス基板31との間の空間に液晶層6が設けられる。液晶層6は、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、FFS(フリンジフィールドスイッチング)を含むIPS(インプレーンスイッチング)等の横電界モードの液晶が用いられる。なお、図11に示す液晶層6と画素基板2との間、及び液晶層6と対向基板3との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。
TFT基板21には、図12に示す各副画素SPixの薄膜トランジスタ素子(以下、TFT素子)Tr、各画素電極22に画素信号Vpixを供給する画素信号線SGL、各TFT素子Trを駆動する駆動信号Vcomを供給する走査信号線GCL等の配線が形成されている。画素信号線SGL及び走査信号線GCLは、TFT基板21の表面と平行な平面に延在する。
図12に示す表示パネル20は、マトリックス状に配列された複数の副画素SPixを有している。副画素SPixは、それぞれTFT素子Tr及び液晶素子LCを備えている。TFT素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。TFT素子Trのソースは画素信号線SGLに接続され、ゲートは走査信号線GCLに接続され、ドレインは液晶素子LCの一端に接続されている。液晶素子LCは、一端がTFT素子Trのドレインに接続され、他端が駆動電極COMLに接続されている。
副画素SPixは、走査信号線GCLにより、表示パネル20の同じ行に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。走査信号線GCLは、ゲートドライバ12(図1参照)と接続され、ゲートドライバ12より走査信号Vscanが供給される。また、副画素SPixは、画素信号線SGLにより、表示パネル20の同じ列に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。画素信号線SGLは、ソースドライバ13(図1参照)と接続され、ソースドライバ13より画素信号Vpixが供給される。さらに、副画素SPixは、駆動電極COMLにより、同じ列に属する他の副画素SPixと互いに接続されている。駆動電極COMLは、駆動電極ドライバ14(図1参照)と接続され、駆動電極ドライバ14より駆動信号Vcomが供給される。つまり、この例では、同じ一列に属する複数の副画素SPixが一本の駆動電極COMLを共有するようになっている。本実施形態の駆動電極COMLは、画素信号線SGLの延出方向と平行に延び、走査信号線GCLの延出方向と交差する方向に延びる。駆動電極COMLは、これに限定されず、例えば走査信号線GCLと平行な方向に延びていてもよい。
図1に示すゲートドライバ12は、走査信号線GCLを順次走査するように駆動する。ゲートドライバ12は、走査信号線GCLを介して、走査信号Vscan(図1参照)を副画素SPixのTFT素子Trのゲートに印加することにより、副画素SPixのうちの1行(1水平ライン)を表示駆動の対象として順次選択する。また、タッチ検出機能付き表示装置1は、1水平ラインに属する副画素SPixに対して、ソースドライバ13は、図12に示す画素信号線SGLを介して、画素信号Vpixを、選択された1水平ラインを構成する副画素SPixに供給する。そして、これらの副画素SPixでは、供給される画素信号Vpixに応じて1水平ラインずつ表示が行われるようになっている。この表示動作を行う際、駆動電極ドライバ14は、駆動電極COMLに画素駆動用の共通電位を供給する。
図11に示すカラーフィルタ32は、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色されたカラーフィルタ32R,32G,32Bの色領域が周期的に配列されていてもよい。上述した図12に示す各副画素SPixに、R、G、Bの3色の色領域が1組として対応付けられ、3色の色領域に対応する副画素SPixを1組として画素Pixが構成される。図11に示すように、カラーフィルタ32は、TFT基板21と垂直な方向において、液晶層6と対向する。なお、カラーフィルタ32は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。また、カラーフィルタ32は、3色の組み合わせに限定されず、4色以上の組み合わせであってもよい。
駆動電極COMLは、表示パネル20の複数の画素電極22に共通の電位を与える共通電極として機能するとともに、タッチパネル30の相互静電容量方式によるタッチ検出を行う際に駆動信号が出力される電極としても機能する。また、駆動電極COMLは、タッチパネル30の自己静電容量方式によるタッチ検出を行う際の検出電極として機能してもよい。
図13は、実施形態に係るタッチ検出機能付き表示部10の駆動電極COML及びタッチ検出電極TDLの一構成例を表す斜視図である。タッチパネル30は、画素基板2に設けられた駆動電極COMLと、対向基板3に設けられた第1タッチ検出電極TDLにより構成されている。駆動電極COMLは、図13のX方向に沿って延在する複数のストライプ状の電極パターンを含む。第1タッチ検出電極TDLは、駆動電極COMLの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びる複数の電極パターンを含む。そして、第1タッチ検出電極TDLは、TFT基板21(図11参照)の表面に対する垂直な方向において、駆動電極COMLと対向している。第1タッチ検出電極TDLの各電極パターンは、第1タッチ検出部40のタッチ検出信号増幅部42の入力にそれぞれ接続される(図1参照)。駆動電極COMLの各電極パターンと第1タッチ検出電極TDLの各電極パターンとの交差部分に、それぞれ静電容量が形成される。
第1タッチ検出電極TDL、駆動電極COML及び第2タッチ検出電極STDLは、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導電性材料が用いられる。なお、第1タッチ検出電極TDL、駆動電極COML等、タッチ検出に用いられる電極の形状は、ストライプ状に複数に分割される形状に限られない。例えば、第1タッチ検出電極TDL及び駆動電極COMLは、櫛歯形状等であってもよい。あるいは第1タッチ検出電極TDL及び駆動電極COMLは、複数に分割されていればよく、駆動電極COMLを分割するスリットの形状は直線であっても、曲線であってもよい。後述する第2タッチ検出電極STDL及び細分電極SCOMLの形状についても、同様である。第2タッチ検出電極は、細分電極SCOMLと交差する方向に沿って少なくとも1つ以上設けられる。
タッチパネル30では、相互静電容量方式のタッチ検出動作を行う際、駆動電極ドライバ14が駆動電極ブロックとして時分割的に順次走査するように駆動することにより、駆動電極COMLの1検出ブロックが順次選択される。そして、第1タッチ検出電極TDLから第1タッチ検出信号Vdet1が出力されることにより、1検出ブロックのタッチ検出が行われるようになっている。つまり、駆動電極ブロックは、上述した相互静電容量方式のタッチ検出の基本原理における駆動電極E1に対応し、第1タッチ検出電極TDLは、タッチ検出電極E2に対応するものであり、タッチパネル30はこの基本原理に従ってタッチ入力を検出するようになっている。図13に示すように、タッチパネル30において、互いに交差した第1タッチ検出電極TDL及び駆動電極COMLは、静電容量式タッチセンサをマトリックス状に構成している。よって、タッチパネル30のタッチ検出面全体に亘って走査することにより、外部からの導体の接触又は近接が生じた位置の検出が可能となっている。
タッチパネル30のタッチ検出面(例えば、被覆部材である透光性のカバー部材5における対向基板3の反対側の面)は、表示パネル20による表示出力が行われる表示面でもある。よって、表示パネル20による表示出力が行われる表示領域101aと、タッチパネル30によるタッチ検出が行われる検出領域とは重複している。表示領域101aと検出領域との重複の度合いは任意であるが、例えば、検出領域が表示領域101aを全てカバーすることが好ましい一形態として挙げられる。
このように、タッチパネル30は、検出領域に並設された複数の駆動電極COML及び複数の第1タッチ検出電極TDLを有し、検出領域に対するタッチ操作が複数の駆動電極COMLに駆動信号Vcomが出力されているタイミングで行われた場合に生じる第1タッチ検出電極TDLの電気的変化を示す第1タッチ検出信号Vdet1に基づいて検出領域に対するタッチ操作を検出するタッチ検出装置として機能する。また、第1タッチ検出電極TDL及び第2タッチ検出電極STDLは、駆動電極COML及び細分電極SCOMLと非接触の位置に設けられ、第1タッチ検出信号Vdet1は、駆動信号Vcomが伝送されている駆動電極COMLと第1タッチ検出電極TDLとの間に生じた静電容量に基づいた信号であり、第2タッチ検出信号Vdet2は、駆動信号Vcomが伝送されている細分電極SCOMLと第2タッチ検出電極STDLとの間に生じた静電容量に基づいた信号である。
なお、第2タッチ検出電極STDLは、例えば、カバー部材5における対向基板3側の面に設けられるが、これは第2タッチ検出電極STDLの配置の一例であってこれに限られるものでなく、検出領域内で細分電極SCOMLと静電容量を形成可能な範囲内で適宜変更可能である。
図14は、駆動電極COMLと細分電極SCOMLとの関係及びタッチ検出に係る構成を示す模式図である。本実施形態では、一部の駆動電極COMLは、複数の細分電極SCOMLを有する。具体的には、図11及び図14に示すように、駆動電極COMLの一部(駆動電極COML2)は、複数の細分電極SCOMLからなる。このように、複数の駆動電極COMLのうち少なくとも1つは、複数の駆動電極COMLの並設ピッチよりも細かいピッチで区切られた複数の細分電極SCOMLに分割されている。なお、駆動電極COML1は、細分電極SCOMLを有しない。
また、図11及び図14に示すように、タッチ検出機能付き表示装置1には、タッチパネル30の構成として、平面視で複数の細分電極SCOMLと重なる位置に第2タッチ検出電極STDLが設けられている。第2タッチ検出電極STDLは、駆動電極COMLが延設された所定の一方向に直交する方向に沿って延設されている。第2タッチ検出電極STDLの延設長及び延設範囲は、複数の細分電極SCOMLが設けられた範囲をカバーしている。
本実施形態に係る説明では、図10、図11、図14等で模式的に例示された7つの駆動電極COMLについて説明する。また、当該説明では、図14等で示すように、7つの駆動電極COMLの各々が設けられている所定の一方向に沿う領域を左側から順に領域A1,A2,…,A7として区別することがある。
実施形態1では、複数の駆動電極COMLはそれぞれ異なるタイミングで駆動される。具体的には、画素基板2は、例えば図10に示すように、駆動電極ドライバ14の構成として設けられた伝送切替回路110及びシフト駆動回路130を有する。本実施形態における駆動電極ドライバ14の機能は、伝送切替回路110、シフト駆動回路130の構成及びシフト駆動回路130の動作を制御する各種の信号を出力するDDIC(Display Driver Integrated Circuit)80による。伝送切替回路110は、例えばDDIC80の制御下で伝送されるデジタル信号に応じてタッチ検出を行う際の駆動信号Vcomに応じた電位を示す駆動電位線TSVCOM及びロウレベルの電位を示す電位線TPLと接続された回路である。ここで、駆動電位線TSVCOMは、デジタル信号に応じてハイレベルの電位を示す状態になることで、駆動電極COML(及び細分電極SCOML)に印加される駆動信号Vcomとして機能する電位を示す駆動電位部として機能する。駆動電極COMLは、例えば、タッチ検出を行わない期間中は電位線TPLと接続されている(図16参照)。シフト駆動回路130は、1つの信号の入力(図15に示すST)タイミングに応じて駆動電位線TSVCOMが接続される駆動電極COMLをシフトさせる。
図15は、駆動電極COMLと伝送切替回路110とシフト駆動回路130との接続関係の一例を示す模式図である。図16は、個別切替回路111,112,113,114,115,116,117が有する1組の第1スイッチSW及び第2スイッチSWの構成の一例を示す図である。図14に示すように、伝送切替回路110は、領域A1〜A7の各々に設けられた個別切替回路111〜117を有する。個別切替回路111〜117は、駆動電位線TSVCOM及び電位線TPLを共有している。
図15に示すように、シフト駆動回路130は、複数のシフト信号出力回路SRを有する。シフト信号出力回路SRは、例えばフリップフロップ回路である。個別切替回路111〜117は、少なくとも1つのシフト信号出力回路SRと接続されており、シフト信号出力回路SRからの信号の有無に応じて駆動電位線TSVCOM、電位線TPLとの接続関係のON/OFFを切り替えるように動作する。本実施形態では、個別切替回路111〜117は、シフト信号出力回路SRからの出力がある場合に駆動電位線TSVCOMと接続し(ON)、電位線TPLとの接続を切断する(OFF)。一方、個別切替回路111〜117は、シフト信号出力回路SRからの出力がない場合に電位線TPLと接続し(ON)、駆動電位線TSVCOMとの接続を切断する(OFF)。図14、図15等では、領域A1,A2,…,A7の各々に設けられた駆動電極COML(駆動電極COML1又は駆動電極COML2)と接続されている個別切替回路111,112,…,117と個別に接続されるシフト信号出力回路SRが配置されている領域に、符号131,132,…,137を付している。
細分電極SCOMLを有しない駆動電極COML1と細分電極SCOMLを有する駆動電極COML2では、設けられるシフト信号出力回路SRの数が異なる。具体的には、駆動電極COML1が設けられた領域A1〜A3,A5〜A7には、それぞれ1つのシフト信号出力回路SRが設けられている。駆動電極COML2が設けられた領域には、細分電極SCOMLの数に1を加えた数のシフト信号出力回路SRが設けられている。
図15に示すように、駆動電極COML2と接続されている個別切替回路114は、細分電極SCOMLと駆動電位線TSVCOM、電位線TPLとの接続関係のON/OFFを個別に切り替えられる数のスイッチを有している。具体的には、図16に示すように、1つの細分電極SCOMLは、駆動電位線TSVCOMとの接続関係のON/OFFを切り替える第1スイッチSWを介して駆動電位線TSVCOMと接続されると共に、電位線TPLとの接続関係のON/OFFを切り替える第2スイッチSWを介して電位線TPLと接続される。第1スイッチSWは、シフト信号出力回路SRからの出力がある場合にONになり、シフト信号出力回路SRからの出力がない場合にOFFになる。第2スイッチSWは、シフト信号出力回路SRからの出力がない場合にONになり、シフト信号出力回路SRからの出力がある場合にOFFになる。1つの駆動電極COMLに対して設けられる第1スイッチSW及び第2スイッチSWの数は、1つの駆動電極COML2が有する細分電極SCOMLの数に応じた数又は1つの駆動電極COML2の駆動に係り設けられるシフト信号出力回路SRの数に応じた数である。また、1つの駆動電極COML2に対して設けられる第1スイッチSW及び第2スイッチSWが配置されるX方向の幅は、1つの駆動電極COML2のX方向の幅と対応していることが望ましい。
駆動電極COML2と接続されている個別切替回路114が有する第1スイッチSW及び第2スイッチSWは、細分電極SCOMLの数に応じた数のOR回路を介して2つのシフト信号出力回路SRと接続されており、当該2つのシフト信号出力回路SRのいずれか一方から出力がある場合に第1スイッチSWがONになり、両方の出力がない場合に第2スイッチSWがONになる。
本実施形態における細分電極SCOMLを有しない駆動電極COML1と接続されている個別切替回路111,112,113,115,116,117は、細分電極SCOMLを有する駆動電極COML2と接続されている個別切替回路114が有する第1スイッチSW及び第2スイッチSWと同数の第1スイッチSW及び第2スイッチSWを有しているが、これは一例であってこれに限られるものでなく適宜変更可能であり、少なくとも1つ以上の第1スイッチSW及び第2スイッチSWを有していればよい。
図17は、接続関係にある2つのシフト信号出力回路SRの概略構成図である。図18は、接続関係にある2つのシフト信号出力回路SRの具体的な回路構成の一例を示す図である。図19は、図18に示すシフト信号出力回路SRの動作に係る各種の信号の時系列的な関係を示すタイミングチャートである。シフト信号出力回路SRは、例えば図17に示すように、AND回路と、出力論理回路SRpと、中継論理回路SRqとを有する。出力論理回路SRpは、AND回路の2つの入力のうち一方に出力ライン(SR−out)が接続された回路である。中継論理回路SRqは、出力ライン(SR−out)からの分岐出力を入力として(inb)当該入力のタイミングに対して出力タイミングをシフトさせる回路である。以下、シフト信号出力回路SRによる信号出力タイミングのシフトにおいて、より先に出力が行われる回路を上流側の回路とし、より後に出力が行われる回路を下流側の回路とすることがある。図17では、接続関係にある2つのシフト信号出力回路SRのうち、上流側のシフト信号出力回路SRに符号SRxを付し、下流側のシフト信号出力回路SRに符号SRyを付している。
タッチ検出の際には、AND回路の2つの入力のうち他方に接続された信号線を介して信号TXが入力される。信号TXは、例えば後述するDDIC80によって出力されるが、信号TXを出力する構成は任意であり、適宜変更可能である。
タッチ検出が開始されるタイミングで、最も上流側のソフト信号出力回路が有する出力論理回路に開始信号(図18に示すVST)が入力されると、出力論理回路SRpは、開始信号の入力タイミングから第1の遅延期間を経たタイミングでライン出力(SR−out)を生じさせる。当該ライン出力(SR−out)は、中継論理回路SRqの動作を開始させる信号(inb)としても機能する。信号(inb)が入力されると、中継論理回路SRqは、動作開始信号(inb)から第2の遅延期間を経たタイミングで出力(ina)を生じさせる。当該出力(ina)は、下流側に設けられたシフト信号出力回路SRの出力論理回路SRpの動作を開始させるトリガー信号として機能する。本実施形態では、第1の遅延期間と第2の遅延期間とは異なる期間であり、第2の遅延期間による遅延時間のほうがより長い時間であるが、これらの遅延期間はあくまでシフト信号出力回路SRによる信号の出力タイミングのシフトのために設定された遅延期間の具体例であり、適宜変更可能である。
より具体的には、開始信号(VST)は、出力論理回路SRpのNOR回路の2系統の入力の一方に入力され、入力パルスとしてロウからハイに移行することでNOR回路からの出力(xina)をハイからロウにする。ロウになったNOR回路からの出力(xina)は、当該出力論理回路SRpのクロック信号(CK)の入力ゲートスイッチを開き、当該出力論理回路SRpに対するクロック信号(CK)の入力を開始させる。当該出力論理回路SRpに入力されたクロック信号(CK)は、NOT回路等の中継回路を用いたタイミング調整を経てライン出力(SR−out<x>)となる。また、当該クロック信号(CK)は、NOR回路へのフィードバック信号(backa)としてNOR回路の2系統の入力の他方に入力される。当該フィードバック信号(backa)は、開始信号(VST)の入力パルスがハイである期間が終了してロウになった後にNOR回路からの出力(xina)を保持期間だけ継続させる。また、ライン出力(SR−out<x>)は、分岐して中継論理回路SRqの動作開始信号(inb)として中継論理回路SRqのNOR回路の2系統の入力の一方に入力される。動作開始信号(inb)の入力パルスによってNOR回路の入力がロウからハイに移行することでNOR回路からの出力(xxinb)をハイからロウにする。ロウになったNOR回路からの出力(xxinb)は、当該中継論理回路SRqのクロック信号(CK)の入力ゲートスイッチを開き、当該中継論理回路SRqに対するクロック信号(CK)の入力を開始させる。当該中継論理回路SRqに入力されたクロック信号(CK)は、NOT回路等の中継回路を用いたタイミング調整を経て、当該中継論理回路SRqの出力(ina)となる。当該出力(ina)は、下流側のシフト信号出力回路SRが有する出力論理回路SRpの動作を開始させるトリガー信号として機能する。すなわち、当該出力(ina)は、開始信号(VST)と同様に機能して下流側のシフト信号出力回路SRが有する出力論理回路SRpを動作させ、入力パルスがハイである期間に応じてライン出力(SR−out<y>)を生じさせる。以降、互いに接続されている複数のシフト信号出力回路SRは同様の仕組みで動作タイミングをシフトさせながら動作する。
なお、開始信号(VST)は、後述する第1系統の開始信号(ST)又は第2系統の開始信号(ST_FP)のいずれかである。また、中継論理回路SRqは、出力論理回路SRpよりも中継回路の数が多いため、保持期間が長くなっている。このように、シフト信号出力回路SRは出力タイミング及び動作タイミングを調整することができるようになっている。また、図18に示す「xDisc」のPチャンネルは、開始信号(VST)が入力される前の期間にNOR回路からの出力(xina)をより安定させる目的で最初だけオンするようになっている。同様の目的で、係るPチャンネルの代わりに高抵抗でプルアップする構成を設けてもよい。
シフト信号出力回路SRは、AND回路の入力側にライン出力(SR−out)及び信号TXの入力があった場合にAND回路の出力側から出力を生じさせる。このように、本実施形態におけるシフト信号出力回路SRからの出力の有無は、例えば、当該AND回路からの出力のハイ/ロウによる。具体的には、シフト信号出力回路SRからの出力がある場合とは、当該AND回路の出力がハイである場合である。また、本実施形態では、シフト信号出力回路SRからの出力がない場合とは、当該AND回路の出力がロウである場合である。信号TXは、例えばDDIC80による制御下でライン出力(SR−out)がハイであるタイミングに合わせてパルスとして出力される。シフト信号出力回路SRは、出力ライン(SR−out)からの信号の入力及び信号TXの入力の両方があったタイミングに応じて出力を生じさせる。
図15に示すように、細分電極SCOMLを有しない駆動電極COML1と接続されている個別切替回路111,112,113,…は、それぞれ1つのシフト信号出力回路SR,SR,SR,…と接続されている。また、図18及び図19を参照した説明にもあるように、上流側のシフト信号出力回路SRxが有する中継論理回路の出力(ina)は、その下流側のシフト信号出力回路SRyが有する出力論理回路の動作を開始させるトリガー信号になる。すなわち、2つのシフト信号出力回路SRのうち上流側のシフト信号出力回路SRxは、接続された個別切替回路111〜117の第1スイッチSWをONして第2スイッチSWをOFFすることに加えて、下流側のシフト信号出力回路SRyをより後のタイミングで動作させるためのトリガー信号を出力する。以下、便宜的に、「個別切替回路(例えば、個別切替回路111〜117)の第1スイッチSWがONであり、第2スイッチSWがOFFである状態」を「動作状態」とし、「個別切替回路(例えば、個別切替回路111〜117)の第1スイッチSWがOFFであり、第2スイッチSWがONである状態」を「非動作状態」と記載することがある。
具体的には、図15において最も上流側の領域A1に配置されたシフト信号出力回路SRは、開始信号(ST)の入力を動作開始のトリガー信号として動作し、出力を生じさせて領域A1に配置された個別切替回路111を動作状態とする。シフト信号出力回路SRからの出力がある期間は、開始信号(VST)(図18、図19参照)として機能する開始信号(ST)のパルス期間に応じる。また、その下流側の領域A2に配置されたシフト信号出力回路SRは、シフト信号出力回路SRからのトリガー信号に応じて動作し、シフト信号出力回路SRの出力タイミングよりも後のタイミングで出力を生じさせて領域A2に配置された個別切替回路112を動作状態とする。また、その下流側の領域A3に配置されたシフト信号出力回路SRは、シフト信号出力回路SRからのトリガー信号に応じて動作し、シフト信号出力回路SRの出力タイミングよりも後のタイミングで出力を生じさせて領域A3に配置された個別切替回路113を動作状態とする。このように、タッチ検出期間中に駆動電位線TSVCOMから駆動信号Vcomが伝送されるタイミングが順次シフトする。シフト信号出力回路SRよりも下流側のシフト信号出力回路SR,シフト信号出力回路SR,…からの出力がある期間は、上流側のシフト信号出力回路SRが有する中継論理回路SRqの出力(ina)のパルス期間に応じる。係る中継論理回路SRqの出力(ina)のパルス期間は、最も上流のシフト信号出力回路SRの動作開始タイミングを決定する開始信号(ST)のパルス期間に応じてシフトしている。
細分電極SCOMLを有するCOML2の領域(例えば、領域A4)には、上記で説明したように、細分電極SCOMLの数に1を加えた数のシフト信号出力回路が設けられている。このうち、1つのシフト信号出力回路SRは、個別切替回路114との間に細分電極SCOMLの数に応じた数のOR回路が設けられている点を除いて細分電極SCOMLを有しないCOML1の領域(例えば、領域A1〜A3)におけるシフト信号出力回路と同様の関係で上流側の領域及び下流側の領域のシフト信号出力回路と接続されている。すなわち、シフト信号出力回路SRは、シフト信号出力回路SRからのトリガー信号に応じて動作し、シフト信号出力回路SRの出力タイミングよりも後のタイミングで出力を生じさせる。ここで、シフト信号出力回路SRと個別切替回路114との間にあるのはOR回路であるから、シフト信号出力回路SRのみの出力で、個別切替回路114に設けられた全ての第1スイッチSWがONになるとともに、全ての第2スイッチSWがOFFになる。すなわち、シフト信号出力回路SRの出力によって、領域A4に配置された個別切替回路114は動作状態となり、駆動電極COML2が有する全ての細分電極SCOMLに駆動信号Vcomが伝送される。全ての細分電極SCOMLに駆動信号Vcomが伝送されることで、実質的に駆動電極COML1と同様の領域に配置された電極に駆動信号Vcomが伝送された状態になることから、駆動電極COML2は、駆動電極COML1と同様、駆動電極COMLの1つとして機能しタッチの有無を検出できる。また、シフト信号出力回路SRより下流側に設けられているシフト信号出力回路も、シフト信号出力回路SR,SRと同様の仕組みで動作する。
一方、細分電極SCOMLを有するCOML2の領域に設けられたシフト信号出力回路のうち、1つのシフト信号出力回路SRを除くシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRは、細分電極SCOMLを有しないCOML1の領域(例えば、領域A1〜A3)におけるシフト信号出力回路との間でトリガー信号の入出力を行わない独立した系統の回路になっている。係るシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRは、細分電極SCOMLに対する駆動信号Vcomの伝送に用いられる。
具体的には、図15における領域A4のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRは、上流側から下流側に向かってシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRの順に接続されている。このうち、最も上流側の領域A1に配置されたシフト信号出力回路SRは、開始信号(ST_FP)の入力を動作開始のトリガー信号として動作し、出力を生じさせる。当該出力は、1つのOR回路を介して領域A4の最も上流側に配置された第1スイッチSWをONにする。
また、シフト信号出力回路SRの下流側に配置されたシフト信号出力回路SRは、シフト信号出力回路SRからのトリガー信号に応じて動作し、シフト信号出力回路SRの出力タイミングよりも後のタイミングで出力を生じさせて領域A4において上流側から2番目に配置された第1スイッチSWをONにする。以降、シフト信号出力回路SR,SRも、同様の仕組みで順に動作する。
このように、本実施形態では、第1モードで、駆動信号が伝送される駆動電極COML1が駆動電極COMLの並設方向の一端側から他端側に向かって1つずつシフトする。また、本実施形態では、第2モードで、駆動信号Vcomが伝送される細分電極SCOMLが駆動電極COMLの並設方向の一端側から他端側に向かって1つずつシフトする。
領域A4において駆動電極COML2が有する細分電極SCOMLは、シフト信号出力回路SR,SR,SR,SRからの出力に応じて順に動作する第1スイッチSWがONになるタイミングで駆動信号Vcomが順次伝送される。第2タッチ検出電極STDLと接続された第2タッチ検出部60は、駆動信号Vcomが伝送されている細分電極SCOMLとの間の静電容量に応じた第2タッチ検出信号Vdet2を出力する。第2タッチ検出部60は、係る第2タッチ検出信号Vdet2に基づいてタッチ検出(例えば、指紋検出等)を行う。図15に示す細分電極SCOMLと第2タッチ検出電極STDLとを用いたタッチ検出は、このようにして行われる。以下の説明において、細分電極SCOMLと第2タッチ検出電極STDLとを用いたタッチ検出を第2タッチ検出と記載することがある。
このように、個別切替回路(例えば、個別切替回路111〜117)及び係る個別切替回路を有する伝送切替回路110は、駆動電位部(例えば、駆動電位線TSVCOM)と駆動電極COMLとの間で駆動信号の伝送経路を切り替え可能に設けられる。また、複数の細分電極SCOMLを有する駆動電極COML2と接続されている個別切替回路114は、複数の細分電極SCOMLに一括で駆動信号Vcomを伝送して1つの駆動電極COMLとして機能させる第1モードと個別に駆動信号Vcomを伝送する第2モードとを切替可能に設けられている。第1モードの際には、第1タッチ検出を行うことができる。第2モードの際には、第2タッチ検出を行うことができる。
図20は、第1モードと第2モードとの切替による第1タッチ検出と第2タッチ検出の切替の流れの一例を示すフローチャートである。例えば、DDIC80は、第1モードで動作してタッチ検出機能付き表示装置1による第1タッチ検出を行い(ステップS1)、検出領域に対する指の位置を示す情報を取得する(ステップS2)。ここで、指の位置が所定範囲内である場合(ステップS3;Yes)、DDIC80は、第2モードに移行してタッチ検出機能付き表示装置1による第2タッチ検出を行い、指紋を取得する(図9参照)。所定範囲内とは、例えば、ステップS2で特定された指の位置のうち検出領域におけるY方向の位置が第2タッチ検出電極STDLに最も近い第1タッチ検出電極TDLによってカバーされる位置である範囲内をさすが、所定範囲は適宜変更可能である。ステップS3の判定は、例えばタッチ検出機能付き表示装置1と接続された外部の制御装置が行うが、DDIC80等、タッチ検出機能付き表示装置1が備える構成が当該判定を行う機能を有していてもよい。ステップS3で、指の位置が所定範囲内でない限り(ステップS3;No)、第1タッチ検出を継続するようにしてもよい(ステップS1)。
図21は、第1モードと第2モードとの切替による第1タッチ検出と第2タッチ検出の切替の流れの別の一例を示すフローチャートである。DDIC80は、第2タッチ検出を実施可能な状態でタッチ検出機能付き表示装置1を待機させる(ステップS11)。この状態で第2タッチ検出電極STDL上で指のスイープ動作が開始されると、第2タッチ検出電極STDLから指の近接又は接触を示す第2タッチ検出信号Vdet2が出力される。所定時刻毎に第2タッチ検出信号Vdet2を取得することで(ステップS12)、第2タッチ検出結果(例えば、図9参照)が示す指紋の凸凹が得られる(ステップS13)。その後、DDIC80は、タッチ検出機能付き表示装置1が第1タッチ検出を実施可能な状態に移行させる(ステップS14)。
以下、例えばシフト信号出力回路SR,SR,SR,SR,…が接続された系統のように、領域A1,A2,A3,A4,…単位で設けられている駆動電極COMLに対する駆動信号Vcomの伝送に用いられるシフト信号出力回路SRの系統を第1系統と記載することがある。また、シフト信号出力回路SR,SR,SR,SRが接続された系統のように、細分電極SCOMLに対する駆動信号Vcomの伝送に用いられるシフト信号出力回路SRの系統を第2系統と記載することがある。第1系統は、複数の駆動電極COMLを順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路(例えば、シフト信号出力回路SR,SR,SR,SR,…)が順次接続された第1シフトレジスタ回路として機能する。第2系統は、複数の細分電極SCOMLを順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路(例えば、シフト信号出力回路SR,SR,SR,SR)が順次接続された第2シフトレジスタ回路として機能する。また、本実施形態におけるシフト駆動回路110は、複数の駆動電極COMLを順次駆動する第1モード時は第1シフトレジスタの信号を複数の駆動電極COMLに供給し、複数の細分電極SCOMLを順次駆動する第2モード時は第2シフトレジスタの信号を複数の細分電極SCOMLに供給する選択回路として機能する。
図15で例示したように、細分電極SCOMLを有する駆動電極COML2の領域に設けられた個別切替回路114と、当該個別切替回路114と接続されたシフト信号出力回路SR,SR,SR,SR,SRとは、細分電極SCOMLの数に応じた数のOR回路を介して接続されている。1つのOR回路の出力は、1つの細分電極SCOMLと駆動電位線TSVCOM及び電位線TPLとの接続関係のON/OFFを切り替えるための1つの第1スイッチSW及び1つの第2スイッチSWを動作させる。また、1つのOR回路の入力側には、第1系統に接続されている1つのシフト信号出力回路SRと、第2系統に接続されている1つのシフト信号出力回路(シフト信号出力回路SR,SR,SR,SRのいずれか)とが接続されている。本実施形態では、細分電極SCOMLを有する駆動電極COMLは、このようなOR回路を介した接続によって第1系統を用いた全ての細分電極SCOMLの一括駆動と第2系統を用いた複数の細分電極SCOMLの個別駆動とを切り替え可能になっている。
上記で説明した構成により、タッチ検出機能付き表示装置1のタッチパネル30は、開始信号の使い分けによって第1タッチ検出と第2タッチ検出を使い分けることができるよう設けられている。具体的には、第1タッチ検出を行う場合、すなわち、駆動電極COML単位でのタッチ検出を行う場合には、開始信号(ST)が第1系統の最も上流側に入力される。一方、第2タッチ検出を行う場合、すなわち、指紋検出のように細分電極SCOMLと第2タッチ検出電極STDLとを用いたタッチ検出を行う場合には、開始信号(ST_FP)が第2系統の最も上流側に入力される。これらのタッチ検出の実施に係る開始信号の出力は、例えばDDIC80が行う。本実施形態の駆動電極ドライバ14は、DDIC80の制御下でシフト信号出力回路SR及び伝送切替回路110の動作により駆動電位線TSVCOMと駆動電極COMLとを接続状態にすることで駆動信号Vcomを駆動電極COMLに出力する構成として設けられている。
具体的には、例えば図10に示すように、画素基板2には、例えばフレキシブルプリント基板(FPC:Flexible Printed Circuits)70が接続されている。係るFPC70には、第1タッチ検出部40、第2タッチ検出部60及びDDIC80が形成されている。DDIC80は、例えば、制御部11、ゲートドライバ12及びソースドライバ13に係る機能が実装されている。また、DDIC80にはFPC70を介して外部からの信号(例えば、映像信号Vdisp、指紋検出実施信号Vtouch等)が伝送される。指紋検出実施信号Vtouchは、例えば、第2モードでの動作による第2タッチ検出の実施に係るトリガーとなる信号が得られた場合に外部から入力される。具体例を挙げると、タッチ検出機能付き表示装置1が接続されている外部の機器に対してDDIC80が第1タッチ検出信号Vdet1を伝送すると、第1タッチ検出信号Vdet1が示すタッチ検出結果に基づいて上記のステップS3等の判定を行い、判定結果に応じて当該外部の機器が指紋検出実施信号Vtouchをタッチ検出機能付き表示装置1に出力する。これによって、第2タッチ検出が行われることになる。
また、本実施形態では、DDIC80は、タッチ検出に係る各種の制御を行う。具体的には、DDIC80は、例えば表示出力内容の更新と交互に実施される第1タッチ検出に際して開始信号(ST)を出力し、第1タッチ検出部40を動作させる。また、DDIC80は、例えば指紋検出実施信号Vtouchに応じて行われる第2タッチ検出に際して開始信号(ST_FP)を出力し、第2タッチ検出部60を動作させる。
実施形態では、例えば図10に示すように、第1タッチ検出部40、第2タッチ検出部60及びDDIC80が所謂COF(Chip on Flexible)方式でFPC70に設けられているが、これはタッチ検出機能付き表示装置1が有する各種の集積回路の具体的配置例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。
また、本実施形態のタッチ検出機能付き表示装置1は、セレクトスイッチ部150を有する。セレクトスイッチ部150は、FPC70と画素基板2との電気的接続状態を接続又は非接続のいずれかに切り替える。具体的には、セレクトスイッチ部150は、例えば、画素基板2に設けられた配線とFPC70が有する配線との間に介在するよう設けられたスイッチを有する。セレクトスイッチ部150は、スイッチのON/OFF動作に応じて画素基板2とFPC70との接続(ON)と切断(OFF)とを切り替えるように動作する。セレクトスイッチ部150のON/OFF動作は、例えばDDIC80が出力する切替用の信号に応じるが、これはセレクトスイッチ部150の動作制御の一形態であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。
なお、図15で図示されている駆動電極COML2が有する細分電極SCOMLは4つであるが、これは個別切替回路(特に、個別切替回路114)及び当該個別切替回路と接続されている第1系統と第2系統が混在して設けられた領域のシフト信号出力回路SRとの関係を分かりやすくする目的で細分電極SCOMLの数を限定して図示しているに過ぎず、必ずしも実際の細分電極SCOMLの数を示すものでない。また、図10、図14等で図示している駆動電極COML1、駆動電極COML2の各々の数及び駆動電極COMLの総数についても、同様に模式的な例示であり、必ずしもこれらの各々の構成の実際の数を示すものでない。
以上、本実施形態によれば、第1モードの際に実施される第1タッチ検出における検出領域内に設けられた駆動電極COML2が、第2モードで駆動可能な複数の細分電極SCOMLを有している。すなわち、指紋の検出等に用いられてより高い分解能でのタッチ検出を実施可能な第2タッチ検出に用いられる複数の細分電極SCOMLを、検出領域におけるヒトの指の位置の特定等に用いられる第1タッチ検出に用いられる駆動電極COMLとして用いることができる。よって、指紋の検出等に用いられるより高い分解能を有する検出領域をタッチ操作の検出領域と共有することができる。
また、駆動信号Vcomが伝送される単位(駆動電極COML単位又は細分電極SCOML単位)が駆動電極COMLの並設方向の一端側から他端側に向かって1つずつシフトするので、より簡易な制御で検出領域の走査を実施することができる。
以下、本発明の変形例及び他の実施形態について説明する。係る説明では、領域n−1,n,n+1にそれぞれ設けられた個別切替回路にそれぞれ11n−1,11,11n+1の符号を付していることがある。また、第1系統のシフト信号出力回路SRに、SR,SR,SR,SR,SR,…,SRn−1,SR,SRn+1,…,SRMAX−2,SRMAX−1,SRMAXの符号を付していることがある。変形例及び他の実施形態は、特筆する事項を除いて実施形態1と同様の構成である。
(変形例)
図22は、本発明の変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置1Aのうち、特にタッチ検出に係る構成を模式的に示す平面図である。図23は、変形例における駆動電極COMLと伝送切替回路110とシフト駆動回路130との接続関係の一例を示す模式図である。実施形態1では、図10に示すように、シフト駆動回路130が伝送切替回路110とセレクトスイッチ部150との間に配置されているが、これはシフト駆動回路130の具体的配置例であってこれに限られるものでなく、適宜変更可能である。例えば、図22に示すように、表示領域101a側からFPC70側に向かって順に、伝送切替回路110、セレクトスイッチ部150、シフト駆動回路130の順に各構成が配置されていてもよい。この場合、例えば図23に示すように、シフト駆動回路130のシフト信号出力回路と伝送切替回路110の個別切替回路11n−1,11,11n+1とは、個別に設けられた中継配線160を介して接続される。なお、変形例におけるシフト駆動回路130のシフト信号出力回路SRn−1,SR,SRn+1と伝送切替回路110の個別切替回路11n−1,11,11n+1との電気的接続関係は実施形態1と同様である。また、セレクトスイッチ部150及びシフト駆動回路130の配置が変更された点を除いて、変形例の構成は、実施形態1と同様である。
(実施形態2)
以下、実施形態1とは異なる実施形態として、複数の駆動電極COML(駆動電極COML2)がそれぞれ複数の細分電極SCOMLを有する実施形態(実施形態2)について説明する。図24は、実施形態2における駆動電極COMLと伝送切替回路110とシフト駆動回路130との接続関係の一例を示す模式図である。図24に示すように、複数の駆動電極COML(駆動電極COML2)は、それぞれ複数の細分電極SCOMLを有していてもよい。
1つの領域における1つの駆動電極COML2が有する複数の細分電極SCOMLと、当該複数の細分電極SCOMLと接続されている個別切替回路11と、当該個別切替回路11と接続されているシフト信号出力回路SR,SR,SR,SR,SRとの関係は、実施形態1と実施形態2とで同様である。すなわち、駆動電極COML2と接続されている個別切替回路11は、細分電極SCOMLの数に応じた数のOR回路を介して第1系統及び第2系統と接続されている。
複数の駆動電極COML2は、第2タッチ検出の際にそれぞれ個別の開始信号に基づいて駆動される。すなわち、複数の駆動電極COML2のそれぞれに個別に設けられた第2系統は、それぞれ個別の開始信号の入力部を有する。図24等では、領域n−1,n,n+1のそれぞれに対応する開始信号をそれぞれST_FP<n−1>,ST_FP<n>,ST_FP<n+1>としている。
図24では、領域n−1,n,n+1の3つの領域に駆動電極COML2が配置されている場合を例示しているが、これはあくまで複数の駆動電極COML2がそれぞれ複数の細分電極SCOMLを有する実施形態を模式的に示す一例であってこれに限られるものでない。複数の細分電極SCOMLを有する駆動電極COML2の数は2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。また、タッチ検出機能付き表示装置が有する全ての駆動電極COMLは、それぞれ複数の細分電極SCOMLを有する駆動電極COML2であってもよい。この場合、第2タッチ検出電極STDLは、全ての駆動電極COMLをカバーするよう設けられる。係る第2タッチ検出電極STDLは、第1タッチ検出に兼用することができる。すなわち、全ての駆動電極COMLをカバーするよう設けられた第2タッチ検出電極STDLを、第1タッチ検出電極TDLの1つとして用いるようにしてもよい。
第2タッチ検出電極STDLを第1タッチ検出電極TDLの1つとして用いる場合、第2タッチ検出部60は、第1タッチ検出と第2タッチ検出の両方に対応可能に設けられる。具体的には、例えばタッチ検出信号増幅部62に含まれる積分回路の構成(電圧検出器DET)に設けられたコンデンサ621が保持する静電容量(基準容量)が第1タッチ検出用の静電容量と第2タッチ検出用の静電容量とで使い分けられる。これによって、第2タッチ検出部60は、第1タッチ検出と第2タッチ検出の両方に対応可能とすることができる。より具体的には、係る第2タッチ検出部60は、例えば第1タッチ検出用のコンデンサと第2タッチ検出用のコンデンサとが個別に設けられた構成である。第1タッチ検出の際に第1タッチ検出用のコンデンサが接続された電圧検出器DETが動作する。第2タッチ検出の際に第2タッチ検出用のコンデンサが接続された電圧検出器DETが動作する。
以上、実施形態2によれば、複数の駆動電極COML2がそれぞれ複数の細分電極SCOMLを有することで、第2タッチ検出を行うことができる領域をより広げやすくなる。
(実施形態3)
図25は、実施形態3における駆動電極COMLと伝送切替回路110とシフト駆動回路(例えば、シフト駆動回路130A)との接続関係の一例を示す模式図である。それぞれが複数の細分電極SCOMLを有する複数の駆動電極COML2は、1つの第2系統を共有してもよい。具体的には、例えば図25に示すように、複数の駆動電極COML2は、それぞれ個別に設けられた第1系統のシフト信号出力回路SR(シフト信号出力回路SRn−1,SR,SRn+1のいずれか)と個別に接続されるとともに、1つの第2系統として設けられた複数のシフト信号出力回路SR(シフト信号出力回路SR,SR,SR,SR)と接続されてもよい。なお、実施形態3では、第2系統を共有する複数の駆動電極COML2がそれぞれ有する細分電極SCOMLの数は互いに等しい。
具体的には、実施形態3における複数の駆動電極COML2は、第1セレクタ170を介してそれぞれ個別に設けられた第1系統のシフト信号出力回路SRn−1,SR,SRn+1と接続される。第1セレクタ170は、第1タッチ検出に際して出力される第1セレクタ動作信号(TP_EN)の出力の有無に応じて、第1系統のシフト信号出力回路SRn−1,SR,SRn+1の出力ライン(Sout<n−1>,Sout<n>,Sout<n+1>)と個別切替回路11n−1,11,11n+1との接続と非接続とを切り替える。
図26は、第1セレクタ170の具体的構成例を示す図である。図26では、領域nの構成に係る第1セレクタ170に係る構成を例示しているが、他の領域の構成に係る第1セレクタ170も実質的に同様の構成である。ただし、<n>は、領域nに係る信号であることを示しており、係る記載が付された信号は、各領域で対応した信号(例えば、<n−1>,<n+1>等)に置き換わる。例えば、領域nの第1セレクタ170は、例えば図26に示すように、個別切替回路11に接続された1系統の出力と、第1系統のシフト信号出力回路SRの出力ライン(Sout<n>)及びロウレベル電源に接続された2系統の入力とを有する。
第1セレクタ170が有する入力側の2系統のうち、第1系統のシフト信号出力回路SRの出力ライン(Sout<n>)が接続された1系統には、入出力間の接続と非接続とを切り替える第3スイッチ171が設けられている。第3スイッチ171は、第1セレクタ動作信号(TP_EN)に応じて入出力間を接続する。具体的には、第3スイッチ171は、例えば第1セレクタ動作信号(TP_EN)がハイである場合に入出力間を接続状態(ON)にし、第1セレクタ動作信号(TP_EN)がロウである場合に入出力間を非接続状態(OFF)にする。
第1セレクタ170が有する入力側の2系統のうち、ロウレベル電源に接続された1系統には、入出力間の接続と非接続とを切り替える第4スイッチ172が設けられている。第4スイッチ172は、例えばNOR回路を介して第1セレクタ動作信号(TP_EN)を伝送する配線及び第2タッチ検出に際して出力される第2セレクタ動作信号(FP_SEL<n>)を伝送する配線と接続されている。すなわち、第4スイッチ172は、第1セレクタ動作信号(TP_EN)又は第2セレクタ動作信号(FP_SEL<n>)のいずれか一方がハイである場合に入出力間を非接続状態(OFF)にし、第1セレクタ動作信号(TP_EN)及び第2セレクタ動作信号(FP_SEL<n>)の両方がロウである場合に入出力間を接続状態(ON)にする。
実施形態3において、第1タッチ検出の際には、第2セレクタ動作信号(FP_SEL<n>)はロウである。この状態で、第1セレクタ動作信号(TP_EN)がハイになることで、第1系統のシフト信号出力回路SRと個別切替回路11が接続される。これによって、第1タッチ検出の際には、第1系統が有する1つのシフト信号出力回路SRと1つの領域の駆動電極COML2と接続されている1つの個別切替回路11とが接続される。すなわち、1つの駆動電極COML2が有する全ての細分電極SCOMLが一括で駆動可能な状態になる。
図25では、第1セレクタ170が細分電極SCOMLの数だけ設けられているが、これは第1セレクタ170の配置例であってこれに限られるものでない。例えば、中継配線160上に1つの第1セレクタ170を設けてもよい。
また、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1B(図28参照)は、駆動電極COML2毎に個別に設けられて個別の信号で動作する複数の第2セレクタ19n−1,19,19n+1を有する。具体的には、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、例えば図25に示すように、領域n−1に設けられた駆動電極COML2に接続されている個別切替回路11n−1と第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRとの接続と非接続とを切り替える第2セレクタ19n−1を有する。また、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、領域nに設けられた駆動電極COML2に接続されている個別切替回路11と第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRとの接続と非接続とを切り替える第2セレクタ19を有する。また、実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、領域n+1に設けられた駆動電極COML2に接続されている個別切替回路11n+1と第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRとの接続と非接続とを切り替える第2セレクタ19n+1を有する。
第2セレクタ19n−1,19,19n+1はそれぞれ、第2タッチ検出に際して出力される個別の信号(例えば、FP_SEL<n−1>,FP_SEL<n>,FP_SEL<n+1>)の有無に応じてそれぞれ接続と非接続とを切り替える。具体的には、例えば第2セレクタ19n−1は、FP_SEL<n−1>がハイである場合に領域n−1の駆動電極COML2に接続されている個別切替回路11n−1と第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRとを接続状態(ON)にし、FP_SEL<n−1>がロウである場合に領域n−1の駆動電極COML2に接続されている個別切替回路11と第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRとを非接続状態(OFF)にする。第2セレクタ19とFP_SEL<n>との関係及び第2セレクタ19n+1とFP_SEL<n+1>との関係は、第2セレクタ19n−1とFP_SEL<n−1>との関係と同様である。
FP_SEL<n−1>,FP_SEL<n>,FP_SEL<n+1>がそれぞれハイになるタイミングはそれぞれ異なる(図27参照)。すなわち、2つ以上の個別切替回路が同一タイミングで第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRと接続されることはない。このように、第2セレクタ19n−1,19,19n+1は、複数の細分電極SCOMLを有する複数の駆動電極COML2のうちいずれか1つの駆動電極COML2が有する細分電極SCOMLに対して選択的に駆動信号Vcomを伝送する回路を形成する選択切替回路として機能する。
実施形態3では、第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRの出力ラインは、接続されうる個別切替回路の数に応じて分岐している。例えば、駆動電極COML2が3つ図示されている図25では、第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRの出力ラインが3つに分岐している。出力ラインの分岐端はそれぞれ異なる第2セレクタ19n−1,19,19n+1を介してそれぞれ異なる個別切替回路11n−1,11,11n+1と接続されている。
なお、実施形態3では、第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRの上流−下流関係と、複数の駆動電極COML2がそれぞれ有する複数の細分電極SCOMLの上流−下流関係とは対応している。具体的には、例えば第2系統において最も上流のシフト信号出力回路SRの出力の有無に応じて、複数の駆動電極COML2がそれぞれ有する複数の細分電極SCOMLのうち最も上流側に配置された1つの細分電極SCOMLに接続された第1スイッチSW及び第2スイッチSWの状態が切り替わる。この第1スイッチSW及び第2スイッチSWは、第2セレクタ19n−1,19,19n+1のうち接続状態になっている第2セレクタを介して当該シフト信号出力回路SRと接続されている第1スイッチSW及び第2スイッチSWである。第2系統が有する上流側から2番目以降のシフト信号出力回路SR,SR,SRと、複数の駆動電極COML2がそれぞれ有する複数の細分電極SCOMLのうち上流側から2番目以降の細分電極SCOMLとの関係についても同様である。
図27は、実施形態3におけるタッチ検出に際して出力される各種の信号の関係の一例を示すタイミングチャートである。図27は、第1タッチ検出を行い、第1タッチ検出で検出されたヒトの指の位置に応じた配置の駆動電極COML2を用いて第2タッチ検出を行った場合の各種の信号の関係の一例を示している。
具体的には、第1タッチ検出の開始信号(ST)に応じて第1タッチ検出が開始される。第1タッチ検出の実施期間中、第1セレクタ動作信号(TP_EN)はハイであり、第1タッチ検出の終了に応じてロウになる。
クロック信号(CK)によるクロックタイミングに応じて、駆動電極COML単位での駆動信号Vcomの伝送が行われる。具体的には、第1タッチ検出の開始信号(ST)の入力後、第1系統が有する複数のシフト信号出力回路SRのうち、最も上流側のシフト信号出力回路SRが出力(Sout<1>)を生じさせ、その後、その下流側のシフト信号出力回路SRが順次個別のタイミングで出力を生じさせる。係る出力の遷移は、最も下流側のシフト信号出力回路SRMAXが出力(Sout<MAX>)を生じさせるまで続く。
また、第2タッチ検出の開始信号(ST_FP)に応じて第2タッチ検出が開始される。第2タッチ検出の実施期間中、第1セレクタ動作信号(TP_EN)はロウである。
クロック信号(CK)によるクロックタイミングに応じて、細分電極SCOML単位での駆動信号Vcomの伝送が行われる。具体的には、第2タッチ検出の開始信号(ST_FP)の入力後、第2系統が有する複数のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRのうち、最も上流側のシフト信号出力回路SRが出力(Fpout<1>)を生じさせ、その後、その下流側のシフト信号出力回路SRが順次個別のタイミングで出力を生じさせる。係る出力の遷移は、最も下流側のシフト信号出力回路SRが出力(例えば、Fpout<4>)を生じさせるまで続く。
また、第2タッチ検出では、どの駆動電極COML2が有する細分電極SCOMLを用いたタッチ検出を行うのかを示す信号が出力される。図27に示す例では、FP_SEL<n>がハイとされ、FP_SEL<n−1>,FP_SEL<n+1>がロウとされている。これは、領域nの駆動電極COML2が有する細分電極SCOMLを用いたタッチ検出が行われていることを示している。
図27では、第1タッチ検出及び第2タッチ検出のタッチ検出結果をRxOutで模式的に示している。RxOutは、第1タッチ検出の実施期間中であって、Sout<n>の出力に応じたタイミングにおけるタッチ検出の強度が他のタイミングにおけるタッチ検出の強度よりも高いことを示している。そこで、第2タッチ検出において、Sout<n>の出力に応じたタイミングで用いられた領域nの駆動電極COML2が有する複数の細分電極SCOMLを用いたタッチ検出が行われている。
実施形態3に係るタッチ検出機能付き表示装置1Bは、第1タッチ検出の結果に基づいて第2タッチ検出で用いる細分電極SCOMLを決定する構成を有していてもよい。図28は、第1タッチ検出の結果に基づいて第2タッチ検出で用いる細分電極SCOMLを決定する構成を有するタッチ検出機能付き表示装置1Bの一構成例を示すブロック図である。タッチ検出機能付き表示装置1Bは、例えば第2タッチ検出位置制御部200を有する。第2タッチ検出位置制御部200は、第1タッチ検出の結果に基づいて第2タッチ検出で用いる細分電極SCOMLを決定するための回路である。第2タッチ検出位置制御部200は、例えば指紋検出実施信号Vtouchが入力された場合に行われる第2タッチ検出に際して、まず第1タッチ検出を行わせるように駆動電極ドライバ14及び第1タッチ検出部40を動作させる。第2タッチ検出位置制御部200は、第1タッチ検出部40による検出信号出力Vout1に基づいて第2タッチ検出で用いる細分電極SCOMLを有する駆動電極COML2を特定し、特定された駆動電極COML2が有する複数の細分電極SCOMLを用いた第2タッチ検出を行わせるように駆動電極ドライバ14及び第2タッチ検出部60を動作させる。
このように、実施形態3では、第1モードでの駆動信号Vcomの伝送タイミングに出力された第1タッチ検出信号に基づいて特定された指の位置に対応する位置に配置されている駆動電極COML2が有する複数の細分電極SCOMLに第2モードで駆動信号Vcomが伝送されるようにすることができる。係る実施形態3によれば、第2タッチ検出を実施する領域を限定しやすくなり、指紋検出等の第2タッチ検出に係る駆動信号Vcomの印加に係るサイクルタイムを短縮しやすくなる。すなわち、第2タッチ検出に係り用いられる細分電極SCOMLに1回ずつ駆動信号Vcomを印加する1周期のサイクルタイムは、細分電極SCOMLの数が少ない程短くしやすくなることから、第2タッチ検出を実施する領域を限定することで、当該1周期のサイクルタイムを短くしやすくなる。また、第2タッチ検出を実施する時間が所定時間である場合、1周期のサイクルタイムが短いほど当該所定時間内で細分電極SCOMLの各々に複数回駆動信号Vcomを印加して複数回タッチ検出を実施することによるタッチ検出の精度向上を図りやすくなる。
(実施形態4)
図29は、符号分割選択方式における駆動の一例を説明する説明図である。上記で説明した実施形態1等では、細分電極SCOMLが個別に駆動される場合を例示したが、細分電極SCOMLの駆動方式は、これに限られない。具体的には、例えば図29に示すように、タッチ検出機能付き表示装置は、駆動電極ドライバ14が、選択細分電極ブロックBKnの複数(図29の例では、4つ)の細分電極ブロックTx1、Tx2、Tx3、Tx4を同時選択して所定の符号に基づいて位相が決められた駆動信号Vcomを供給する。図29では、細分電極ブロックTx1、Tx2、Tx3、Tx4の右側に図示された波形が駆動信号Vcomの位相の一例を示している。例えば、所定の符号は、下記の式(1)の正方行列で定義される。式(1)における正方行列の次数は、選択細分電極ブロックBKnの細分電極ブロックTx1、Tx2、Tx3、Tx4の数である4になる。式(1)の正方行列の対角成分「−1」は、当該正方行列の対角成分以外の成分「1」と異なる。符号「−1」は、符号「1」とは位相が異なるように決められた駆動信号Vcomを供給する符号である。駆動電極ドライバ14等は、式(1)の正方行列に基づいて、正方行列の対角成分以外の成分「1」に対応する上述した交流矩形波Sgの位相と、正方行列の対角成分「−1」に対応する上述した交流矩形波Sgの位相とが反転するように、駆動信号Vcomを伝送する。細分電極ブロックTx1,Tx2,Tx3,Tx4は、それぞれ所定数の細分電極SCOMLからなる。
Figure 0006562862
実施形態4では、上記で例示した選択細分電極ブロックBKnのように複数の細分電極SCOMLを同時に駆動し、符号分割選択(CDM:Code Division Multiplex)方式で検出を行う。
例えば、選択細分電極ブロックBKnの細分電極ブロックTx1、Tx2、Tx3、Tx4の走査上流から2番目の位置である細分電極ブロックTx2に、指などの外部近接物体CQがある場合、相互誘導により外部近接物体CQによる差分の電圧が生じる(例えば差分の電圧は20%とする)。係る例では、第2タッチ検出部60が最初のタイミング(第1時間帯)に検出する第2タッチ検出信号Vdet2(Sensor Output Signal)は、(−1)+(0.8)+(1)+(1)=1.8になる。この「1.8」は、符号「1」の駆動信号Vcomの信号強度を基準とした信号強度である。また、第2タッチ検出部60が第1時間帯の次のタイミング(第2時間帯)に検出する第2タッチ検出信号Vdet2は、(1)+(−0.8)+(1)+(1)=2.2になる。また、第2タッチ検出部60が第2時間帯の次のタイミング(第3時間帯)に検出する第2タッチ検出信号Vdet2は、(1)+(0.8)+(−1)+(1)=1.8になる。また、第2タッチ検出部60が第3時間帯の次のタイミング(第4時間帯)に検出する第2タッチ検出信号Vdet2は、(1)+(0.8)+(1)+(−1)=1.8になる。
実施形態4における座標抽出部65は、信号処理部64において検出された第2タッチ検出信号Vdet2(Sensor Output Signal)を式(1)の正方行列で掛け合わせる。選択駆動電極ブロックBKnの駆動電極ブロックTx2の位置に指などの外部近接物体CQがあることを、駆動信号Vcomとして出力される信号の電圧を上げることなく時分割選択(TDM)駆動よりも高い精度(例えば、4倍)の検出感度で検出する。
図30は、実施形態4におけるタッチ検出に係る構成を示す模式図である。実施形態4に係るタッチパネルは、符号分割選択(CDM:Code Division Multiplex)制御部210を有する。CDM制御部210は、第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRと、細分電極SCOMLを有する駆動電極COML2と接続されている個別切替回路(例えば、個別切替回路114)との間の接続経路上に設けられる。CDM制御部210は、CDM方式での第2タッチ検出に係り用いられる各種の制御信号(CDM_CODE)に応じて動作する。実施形態4では、制御信号(CDM_CODE)として、それぞれ個別の信号であるVCOMSEL,CODE,OEが用いられる。
図31は、CDM制御部210が介在している場合のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRと個別切替回路114との接続経路の一例を示す図である。CDM制御部210は、ラッチ回路211(例えば、211,211,211,211)、XOR回路及びNOT回路を有する。ラッチ回路211、XOR回路及びNOT回路の数は、個別切替回路114が接続されている駆動電極COML2が有する細分電極SCOMLの数に応じる。なお、図31においてCDM制御部210内に配置されているOR回路は、実施形態1における第2系統と個別切替回路114との接続経路に設けられているOR回路と実質的に同等である。
実施形態4では、CDM制御部210があることで、シフト信号出力回路SR,SR,SR,SRと個別切替回路114との間に設けられているOR回路に接続されている入力側の2系統(第1系統及び第2系統)のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SR,SRの接続経路のうち、第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRの接続経路上にラッチ回路211,211,211,211が設けられている。ラッチ回路211,211,211,211は、第2系統のシフト信号出力回路SR,SR,SR,SRの出力(Fpout)、CODE及びOEに応じて動作する。ラッチ回路211,211,211,211は、同様の構成を有する回路である。これらのラッチ回路211,211,211,211を纏めて説明する場合、ラッチ回路211と記載することがある。
図32は、ラッチ回路211の具体的構成の一例を示す図である。ラッチ回路211は、例えば、4つのゲートスイッチ(第1ゲートスイッチGS、第2ゲートスイッチGS、第3ゲートスイッチGS及び第4ゲートスイッチGS)と4つのNOT回路とを有する。ラッチ回路211は、CODEの入力側から出力(Latch_Out)側に向かって順に、第1ゲートスイッチGS、第1ループ部LO、第2ゲートスイッチGS、第2ループ部LOが直列に接続されている。第1ループ部LO及び第2ループ部LOはそれぞれ、2つのNOT回路が並列に接続され、かつ、並列に接続されているNOT回路の入出力関係が逆になっているデータのループ構造を有する。係るデータのループ構造は、入力側から入力された値を保持する。第1ループ部LO及び第2ループ部LOはそれぞれ、データのループ構造上であって、CODEの入力側から出力(Ratch_Out)側に向かう直列の接続線上でない並列線上に、それぞれ1つのゲートスイッチを有する。ここでは、第1ループ部LOが有するゲートスイッチを第3ゲートスイッチGSとし、第2ループ部LOが有するゲートスイッチを第4ゲートスイッチGSとする。
以下、便宜上、1つの駆動電極COML2が有する複数の細分電極SCOMLのうち、上流側からm番目(以下、単にm番目)の細分電極SCOMLに駆動信号Vcomを伝送する制御に係るラッチ回路211を例として説明を行う。仮に、第1ゲートスイッチGS及び第2ゲートスイッチGSが両方とも開いており、第3ゲートスイッチGS及び第4ゲートスイッチGSが両方とも閉じている場合、ラッチ回路211に入力されたCODEは2つのNOT回路による2回の反転を経て出力され(Latch_Out)、値は保持されない。また、第1ゲートスイッチGSが閉じている場合、ラッチ回路211には値が入力されない。
第1ゲートスイッチGSが開くことで、ラッチ回路211に値が入力可能な状態になる。ここで、第3ゲートスイッチGSが開いていることによって、第1ループ部LOで値が保持される。第2ゲートスイッチGSが開いている場合、第1ループ部LOで保持されている値が第2ループ部LO側に伝送される。第3ゲートスイッチGSが閉じることで第1ループ部LOでの値の保持が終了する。第2ゲートスイッチGSが閉じることで第1ループ部LOから第2ループ部LOへの値の伝送が終了する。第4ゲートスイッチGSが開いている間、第2ループ部LOでの値の保持及びラッチ回路211の出力(Latch_Out)が継続する。第4ゲートスイッチGSが閉じることで、第2ループ部LOでの値の保持が終了し、それに伴ってラッチ回路211の出力(Latch_Out)が終了する。
第1ゲートスイッチGSは、第2系統のm−1番目のシフト信号出力回路SRの出力の反転及びm番目のシフト信号出力回路SRの出力に応じて動作する。第2ゲートスイッチGSは、m−1番目用のOE(OEb)の出力の反転及びm番目用のOEの出力に応じて動作する。第3ゲートスイッチGSは、第2系統のm−1番目のシフト信号出力回路SRの出力及びm番目のシフト信号出力回路SRの出力の反転に応じて動作する。第4ゲートスイッチGSは、m−1番目用のOE(OEb)の出力及びm番目用のOEの出力の反転に応じて動作する。
OR回路の出力は、第1系統のシフト信号出力回路SR又はラッチ回路211の出力の少なくともいずれか一方に応じる。OR回路の出力側は、XOR回路が有する入力側の2系統の接続経路のうち一方に接続されている。XOR回路が有する入力側の2系統の接続経路のうち他方には、VCOMSELを入力するための配線が接続されている。XOR回路の出力は、第1スイッチSWに供給されるとともに、NOT回路を経て反転して第2スイッチSWに供給される。
実施形態4では、第1タッチ検出の際にVCOMSELは出力されない。これによって、実施形態4に係るタッチ検出機能付き表示装置は、実施形態1と同様の仕組みで第1タッチ検出を行うことができる。
図33は、CDM方式における各種の信号の関係の一例を示すタイミングチャートである。上記で説明したCDM制御部210によって、複数の電極は、CODEに応じて駆動される。具体的には、例えば図33に示すように、1回目の開始信号(ST_FP)と2回目の開始信号との間に出力されたCODE「0,1,1,1」に応じて、2回目の開始信号後における細分電極ブロックTx1,Tx2,Tx3,Tx4の駆動状態が制御される。具体的には、CODE「0,1,1,1」に応じて、最も上流側のラッチ回路211の出力(Latch(1)_Out)がロウになる。これによって、最も上流側の細分電極ブロックTx1に対する駆動信号Vcomの伝送タイミングがVCOMSELのクロックタイミングを反転したタイミングになる。一方、他の細分電極ブロックTx2,Tx3,Tx4に対する駆動信号Vcomの伝送タイミングは、VCOMSELのクロックタイミングと同期する。実施形態4における第2タッチ検出信号Vdet2は、VCOMSELのクロックタイミングのものが採用される。よって、この場合、最も上流側の細分電極ブロックTx1はタッチ検出に用いられず、他の細分電極ブロックTx2,Tx3,Tx4がタッチ検出に用いられる。
同様の仕組みで、2回目の開始信号(ST_FP)と3回目の開始信号との間に出力されたCODE「1,0,1,1」に応じて、3回目の開始信号後における細分電極ブロックTx1,Tx2,Tx3,Tx4の駆動状態が制御される。この場合、上流側から2番目のラッチ回路211の出力(Latch(2)_Out)がロウになり、上流側から2番目の細分電極ブロックTx1に対する駆動信号Vcomの伝送タイミングがVCOMSELのクロックタイミングを反転したタイミングになる。よって、この場合、上流側から2番目の細分電極ブロックTx2はタッチ検出に用いられず、他の細分電極ブロックTx1,Tx3,Tx4がタッチ検出に用いられる。同様に、CODE「1,1,0,1」に応じた駆動信号Vcomの伝送制御によって、上流側から3番目の細分電極ブロックTx2はタッチ検出に用いられず、他の細分電極ブロックTx1,Tx2,Tx4がタッチ検出に用いられる。また、CODE「1,1,1,0」に応じた駆動信号Vcomの伝送制御によって、上流側から4番目の細分電極ブロックTx4はタッチ検出に用いられず、他の細分電極ブロックTx1,Tx2,Tx3がタッチ検出に用いられる。
このように、CDM制御部210は、同一タイミングで駆動信号Vcomが伝送される細分電極SCOMLの数及び組み合わせを切り替える組み合わせ回路として機能する。
なお、実施形態4では、駆動電位線TSVCOMに代えて電位線TPHが設けられている。駆動電位線TSVCOMは、ハイ/ロウが切り替わるデジタル信号を伝送するが、電位線TPHは、ハイレベル固定の電位で、ロウレベル固定の電位であるTPLとスイッチにより交互に印加することでTSVCOMと同様にハイ/ロウを切り替えて短形波を出力可能な構成になっている。
図29、図31、図33を参照した例では、便宜上4つの細分電極ブロックTx1,Tx2,Tx3,Tx4を用いたCDM方式について説明したが、CDM方式で同時に駆動する細分電極ブロックの数は任意である。
以上、実施形態4によれば、第2モードでのタッチ検出の感度がより高まる。特に、細分電極SCOMLは、駆動電極COMLに比して並設ピッチがより細かいことから、1つの細分電極SCOMLに対する駆動信号Vcomに応じて生じる静電容量に基づいた変化の度合い、すなわち、タッチ操作の有無に応じた静電容量の変化の度合いはより小さくなりやすい。このため、第2タッチ検出では、タッチ検出の感度の確保の難易度がより高まっている。係る条件下では特に第2タッチ検出にCDM方式を採用することで、十分な感度の確保がより容易になる。
(実施形態5)
図34は、実施形態5におけるタッチ検出に係る構成を示す模式図である。複数のシフト信号出力回路SR,SR,SR,…,SRMAX−2,SRMAX−1,SRMAXの各々は、複数の駆動電極COML1のうち1つ又は駆動電極COML2が有する複数の細分電極のうち1つに対する駆動信号Vcomの伝送のために選択的に利用可能に設けられていてもよい。この場合、シフト駆動回路130Bを構成する複数のシフト信号出力回路SR,SR,SR,…,SRMAX−2,SRMAX−1,SRMAXの系統は、第1系統と第2系統とを兼ねる1つの系統として設けられる。
具体的には、例えば図34に示すように、複数のシフト信号出力回路SR,SR,SR,…,SRMAX−2,SRMAX−1,SRMAXの各々の出力ラインは、兼用回路220を経て複数の駆動電極COML1のうち1つと接続されている選択切替回路11ならびに細分電極SCOMLと接続されている選択切替回路11が有する1組の第1スイッチSW及び第2スイッチSWと接続されている。兼用回路220は、複数の細分電極SCOMLを有しない駆動電極COML1又は細分電極SCOMLのいずれか一方を切替可能に、切替回路(個別切替回路)が有するスイッチ(第1スイッチSW及び第2スイッチSW)を動作させる信号を出力する信号出力回路SR(例えば、シフト信号出力回路SR,SR,SR,…,SRMAX−2,SRMAX−1,SRMAXのいずれか)に接続する。
図35は、兼用回路220の具体的構成の一例を示す図である。兼用回路220は、シフト信号出力回路SRの出力ラインと、駆動電極COML1と接続されている選択切替回路と、の間の接続と非接続とを切り替える第1モード用スイッチ221を有する。また、兼用回路220は、シフト信号出力回路SRの出力ラインと、細分電極SCOMLと接続されている1組の第1スイッチSW及び第2スイッチSWと、の間の接続と非接続とを切り替える第2モード用スイッチ222とを有する。第1モード用スイッチ221と第2スイッチSWは、それぞれ異なる信号に応じて接続状態(ON)と非接続状態(OFF)とを切り替える。具体的には、第1モード用スイッチ221は、第1タッチ検出の際に出力され、第2タッチ検出の際に出力されない第1モード用信号(TP_EN)のハイ/ロウに応じてON/OFFが切り替わる。また、第2モード用スイッチ222は、第2タッチ検出の際に出力され、第1タッチ検出の際に出力されない第2モード用信号(FP_EN)のハイ/ロウに応じてON/OFFが切り替わる。すなわち、実施形態5におけるシフト信号出力回路SRの出力は、第1タッチ検出の際に兼用回路220を経て駆動電極COML1と接続されている選択切替回路を動作させる。また、実施形態5におけるシフト信号出力回路SRの出力は、第2タッチ検出の際に兼用回路220を経て細分電極SCOMLと接続されている1組の第1スイッチSW及び第2スイッチSWを動作させる。第1モード用信号(TP_EN)及び第2モード用信号(FP_EN)は、例えばDDIC80が出力するが、これらの信号を出力する構成は適宜変更可能である。
以上、実施形態5によれば、複数の細分電極SCOMLを有しない駆動電極COML1と細分電極SCOMLとで信号出力回路(シフト信号出力回路SR)を兼用することができるので、シフト駆動回路130Bの回路規模をより小さくしやすくなる。
なお、実施形態及び各変形例で説明された各構成の特徴は、互いに矛盾しない範囲内で
併用可能である。以上、本発明の好適な実施形態及び変形例(実施形態等)を説明したが、本発明はこのような実施形態等に限定されるものではない。実施形態等で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
上記の実施形態等では、基本的に、第1検出部(第1タッチ検出部40)と第2検出部(第2タッチ検出部60)とが別個の構成であるが、1つの回路が係る2つの回路の機能を有していてもよい。
上記の実施形態等では、第1タッチ検出電極TDLと第2タッチ検出電極STDLとが個別に設けられているが、第1タッチ検出電極TDLの並設ピッチを第2タッチ検出電極STDLと同等にして、第1タッチ検出電極TDLと第2タッチ検出電極STDLとを共通の電極としてもよい。この場合であっても、係る電極を有する構成は、第1モードと第2モードとで検出に係る分解能の差別化が生じることから、指の位置の特定と指紋の検出との区別等、目的に応じた動作を行うことができる。
駆動電極COMLの数、1つの駆動電極COML2が有する細分電極SCOMLの数、第1タッチ検出電極TDLの数、第2タッチ検出電極STLDの数等、実施形態で例示及び図示した数的事項はあくまで一例であり、適宜変更可能である。
1,1A,1B タッチ検出機能付き表示装置
2 画素基板
3 対向基板
5 カバー部材
6 液晶層
10 タッチ検出機能付き表示部
11 制御部
12 ゲートドライバ
13 ソースドライバ
14 駆動電極ドライバ
20 表示パネル
21 TFT基板
22 画素電極
30 タッチパネル
31 ガラス基板
32 カラーフィルタ
40 第1タッチ検出部
42、62 タッチ検出信号増幅部
43、63 A/D変換部
44、64 信号処理部
45、65 座標抽出部
46、66 検出タイミング制御部
60 第2タッチ検出部
67 合成部
70 FPC
80 DDIC
101a 表示領域
101b 額縁領域
110 伝送切替回路
111,112,113,114,115,116,117 個別切替回路
11n−1,11,11n+1 個別切替回路
130,130A,130B シフト駆動回路
160 中継配線
170 第1セレクタ
171 第3スイッチ
172 第4スイッチ
19n−1,19,19n+1 第2セレクタ
200 第2タッチ検出位置制御部
210 CDM制御部
211,211,211,211,211 ラッチ回路
220 兼用回路
221 第1モード用スイッチ
222 第2モード用スイッチ
621 コンデンサ
SR,SRx,SRy シフト信号出力回路
SR,SR,SR,SR,SR,SRn−1,SR,SRn+1,SRMAX−2,SRMAX−1,SRMAX シフト信号出力回路(第1系統)
SR,SR,SR,SR シフト信号出力回路(第2系統)
COML,COML1,COML2 駆動電極
GCL 走査信号線
GS 第1ゲートスイッチ
GS 第2ゲートスイッチ
GS 第3ゲートスイッチ
GS 第4ゲートスイッチ
LO 第1ループ部
LO 第2ループ部
Pix 画素
SCOML 細分電極
SGL 画素信号線
SPix 副画素
STDL 第2タッチ検出電極
SW 第1スイッチ
SW 第2スイッチ
TDL 第1タッチ検出電極
TSVCOM 駆動電位線
TPH 電位線
TPL 電位線
Vcom 駆動信号
Vdet1 第1タッチ検出信号
Vdet2 第2タッチ検出信号
Vdisp 映像信号
Vpix 画素信号
Vscan 走査信号
Vtouch 指紋検出実施信号

Claims (10)

  1. 検出領域に並設された複数の駆動電極及び複数の第1タッチ検出電極を有し、検出領域に対するタッチ操作が前記複数の駆動電極に駆動信号が出力されているタイミングで行われた場合に生じる前記第1タッチ検出電極の電気的変化を示す第1タッチ検出信号に基づいて前記検出領域に対するタッチ操作を検出するタッチ検出装置であって、前記複数の駆動電極のうち少なくとも1つは前記複数の駆動電極の並設ピッチよりも細かいピッチで区切られた複数の細分電極に分割され、
    前記細分電極と交差する方向に沿って設けられる少なくとも1つの第2タッチ検出電極と、
    前記複数の駆動電極を順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路が順次接続された第1シフトレジスタ回路と、
    前記複数の細分電極を順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路が順次接続された第2シフトレジスタ回路と、
    前記複数の駆動電極を順次駆動する第1モード時は前記第1シフトレジスタ回路の信号を前記複数の駆動電極に供給し、前記複数の細分電極を順次駆動する第2モード時は前記第2シフトレジスタ回路の信号を前記複数の細分電極に供給する選択回路とを備える
    タッチ検出装置。
  2. 前記第1タッチ検出電極及び前記第2タッチ検出電極は、前記駆動電極及び前記細分電極と非接触の位置に設けられ、
    前記第1タッチ検出信号は、駆動信号が伝送されている前記駆動電極と前記第1タッチ検出電極との間に生じた静電容量に基づいた信号であり、
    前記第2タッチ検出電極を用いたタッチ検出によって得られる第2タッチ検出信号は、駆動信号が伝送されている前記細分電極と前記第2タッチ検出電極との間に生じた静電容量に基づいた信号である
    請求項1に記載のタッチ検出装置。
  3. 複数の前記駆動電極は、それぞれ前記複数の細分電極を有する
    請求項1又は2に記載のタッチ検出装置。
  4. 前記第1モードでの駆動信号の伝送タイミングに出力された前記第1タッチ検出信号に基づいて特定された指の位置に対応する位置に配置されている駆動電極が有する前記複数の前記細分電極に前記第2モードで駆動信号が伝送される
    請求項3に記載のタッチ検出装置。
  5. 前記複数の前記細分電極を有する複数の前記駆動電極のうちいずれか1つの駆動電極が有する細分電極に対して選択的に駆動信号を伝送する回路を形成する選択切替回路を備える
    請求項4に記載のタッチ検出装置。
  6. 同一タイミングで駆動信号が伝送される細分電極の数及び組み合わせを切り替える組み合わせ回路を備える
    請求項1から5のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  7. 前記第2モードでは、駆動信号が伝送される細分電極が前記駆動電極の並設方向の一端側から他端側に向かって1つずつシフトする
    請求項1から5のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  8. 前記選択回路が有するスイッチを動作させる信号を出力する信号出力回路と、
    前記複数の細分電極を有しない駆動電極又は前記細分電極のいずれか一方を切替可能に前記信号出力回路に接続する兼用回路とを備える
    請求項1又は2に記載のタッチ検出装置。
  9. 前記駆動電極に印加される前記駆動信号として機能する電位を示す駆動電位部を備える
    請求項1から8のいずれか一項に記載のタッチ検出装置。
  10. 画像を表示する表示部と、前記表示部により画像が表示される表示面に沿って並設された複数の駆動電極及び複数の第1タッチ検出電極とを有し、表示面に対するタッチ操作が前記複数の駆動電極に駆動信号が出力されているタイミングで行われた場合に生じる前記第1タッチ検出電極の電気的変化を示す第1タッチ検出信号に基づいて前記表示面に対するタッチ操作を検出するタッチ検出機能付き表示装置であって、前記複数の駆動電極のうち少なくとも1つは前記複数の駆動電極の並設ピッチよりも細かいピッチで区切られた複数の細分電極に分割され、
    前記細分電極と交差する方向に沿って設けられる少なくとも1つの第2タッチ検出電極と、
    前記複数の駆動電極を順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路が順次接続された第1シフトレジスタ回路と、
    前記複数の細分電極を順次駆動するための信号を生成する複数のシフト信号出力回路が順次接続された第2シフトレジスタ回路と、
    前記複数の駆動電極を順次駆動する第1モード時は前記第1シフトレジスタ回路の信号を前記複数の駆動電極に供給し、前記複数の細分電極を順次駆動する第2モード時は前記第2シフトレジスタ回路の信号を前記複数の細分電極に供給する選択回路とを備える
    タッチ検出機能付き表示装置。
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